含風(fēng)電的配電網(wǎng)建模及其保護(hù)問(wèn)題研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)境友好、技術(shù)成熟、轉(zhuǎn)換效率高且規(guī)模效益顯著的新型能源開(kāi)發(fā)形式，因而發(fā)展十分迅速。但風(fēng)電受風(fēng)力資源的影響很大，一方面由于受風(fēng)速的影響，其輸出的功率具有隨機(jī)性和波動(dòng)性，難以像常規(guī)火電機(jī)組那樣進(jìn)行控制；另一方面風(fēng)電場(chǎng)往往選擇在偏遠(yuǎn)地區(qū)，接入的電網(wǎng)相對(duì)薄弱。因此，風(fēng)電接入電網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)的影響就不容忽視。
　　 本文首先介紹了實(shí)際工程中應(yīng)用的各種風(fēng)電機(jī)型的特點(diǎn)，選擇目前應(yīng)用廣泛的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)（DFIG，簡(jiǎn)稱雙饋風(fēng)機(jī)）作

2、為研究對(duì)象。然后，對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析，并通過(guò)坐標(biāo)變換得到其在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上，具體研究了雙饋風(fēng)機(jī)兩個(gè)變流器的矢量控制策略。然后使用實(shí)時(shí)數(shù)字仿真系統(tǒng)(RTDS)對(duì)雙饋風(fēng)機(jī)進(jìn)行建模，通過(guò)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)仿真，研究其并網(wǎng)運(yùn)行特性和故障響應(yīng)特性。仿真結(jié)果顯示該模型能夠獨(dú)立控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出的有功功率和無(wú)功功率，并且穩(wěn)態(tài)和故障暫態(tài)特性與理論分析相符，從而驗(yàn)證了模型的正確性和有效性。
　　 同時(shí)，基于雙饋風(fēng)機(jī)

3、建模及其在不同情況下故障響應(yīng)特性的研究，本文進(jìn)一步研究了風(fēng)電場(chǎng)接入配電網(wǎng)后對(duì)繼電保護(hù)的影響。首先，從理論上分析了風(fēng)電場(chǎng)接入后保護(hù)出現(xiàn)的問(wèn)題及其原因，然后利用RTDS分別建立了風(fēng)電場(chǎng)就近T接入系統(tǒng)和風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)區(qū)域變電站兩類方式下的配電網(wǎng)仿真模型，在對(duì)不含風(fēng)電場(chǎng)的配電網(wǎng)電流保護(hù)進(jìn)行整定計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真具體分析風(fēng)電場(chǎng)提供的短路電流對(duì)配電網(wǎng)電流保護(hù)的靈敏性和可靠性造成的影響。分析結(jié)果顯示風(fēng)電場(chǎng)的容量、風(fēng)速、無(wú)功狀態(tài)及故障位置不同時(shí)會(huì)對(duì)

4、保護(hù)產(chǎn)生不同程度的影響。
　　 最后，本文針對(duì)減輕風(fēng)電場(chǎng)對(duì)配電網(wǎng)保護(hù)影響的對(duì)策進(jìn)行研究，具體分析了自適應(yīng)電流保護(hù)的原理和整定計(jì)算方法。同時(shí)，文中重點(diǎn)討論了傳統(tǒng)自適應(yīng)電流保護(hù)應(yīng)用在含風(fēng)電場(chǎng)的配電網(wǎng)中出現(xiàn)的問(wèn)題，并且進(jìn)行有針對(duì)性的改進(jìn)。然后，采用MATLAB編程和RTDS仿真相結(jié)合的方法，評(píng)價(jià)改進(jìn)后自適應(yīng)電流保護(hù)在含風(fēng)電的配電網(wǎng)中的保護(hù)效果。結(jié)果證明，改進(jìn)后的自適應(yīng)電流保護(hù)能夠根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整保護(hù)整定值，具有很好的靈敏性和